一种高动态高码率解扩接收机的设计

本文提出了一种高动态高码率数字化解扩接收机的设计方案,同时简要介绍了其数字下变频、伪码初相位捕获、伪码相位跟踪和数据解调的基本设计思想。     

高动态高码速率全数字化解扩接收机的设计

为了解决在高动态环境下进行扩频通信时高处理增益和短初捕时间之间的矛盾,对高动态环境下的伪码快捕跟踪算法和载波跟踪技术进行了研究。研究了串并组合的伪码快捕方法和FLL与PLL相结合的动态载波跟踪技术;在此基础上,设计完成了一种高集成度的全数字化解扩接收机。     

高动态环境中伪码锁相环设计

伪码相位的精确稳定跟踪是扩频通信系统的关键问题。在高动态、低信噪比环境下,伪码锁相环的设计更为困难。在介绍数字化伪码锁相环的组成和工作原理基础上,对高动态环境应用要求下环路滤波器的特性进行了详细分析;并在一种数字化扩谱接收机中,完成了伪码的精确跟踪。     

高动态直扩接收机快速码捕获方法

针对接收信号存在大频偏的高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,分析了高动态环境下匹配滤波检测器相关长度与相关后输出信噪比之间的关系,提出了分段匹配的方法。同时提出了在低信噪比的恶劣条件下,利用多周期累加的方法进行伪码捕获。根据这种新方法重新设计了捕获模式,并基于Matlab进行了算法仿真和性能比较,结果表明,新的算法能够容纳较大的频率动态范围,在较低信噪比下,具有伪码捕获功能。     

BPSK调制高动态遥测接收机的设计

针对BPSK调制的高动态遥测接收机的多普勒频率漂移大和码元符号周期随着多普勒变化的问题,提出了一种全数字的接收机结构,研究了载波频率跟踪和码元符号定时跟踪的跟踪算法,指出了跟踪环路的稳定条件.仿真验证了该算法和接收机结构的可行性,结果表明,该接收机在初始频偏23 kHz、加速度20g、载波初始相位π/2、码环初始偏差5...     

多径信道下扩频导航信号跟踪性能研究

针对扩频导航信号多径信道下信号跟踪性能,分析了时延小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位和载波相位跟踪误差的影响,并建立跟踪环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环和载波相位跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上,对伪码相位跟踪和载波相位跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相埘直达信号伪码相位和载波相位时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.关键字:多径信道;伪码跟踪;载波跟踪;跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相对直达信号伪码相位和载波相痊时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.     

基于DSP+FPGA的中频数字接收机伪码串行搜索的研究

讨论了高动态、低信噪比、长伪码序列扩频信号的伪码的串行搜索的基本原理．以及自适应门限确定方法与搜索过程中应注意的问题；提出了一种基于高速数字信号处理技术(DSP)和现场可编程逻辑器件(FPGA)的全数字高动态解扩接收机方案：给出了系统的结构框图及程序流程图。     

基于非相干序贯检测器实现的伪码捕获器

讨论了基于非相干序贯检测器实现的伪码初相位快速捕获方法,并对序贯检测器的结构和参数进行了分析.非序贯检测器实现的伪码捕获器,使伪码初相位的捕获时间、检测概率和虚警概率三者之间得到均衡,有效地提高了伪码初相位的捕获速度和捕获可靠性.     

航天器扩频测控应答机伪码跟踪环设计

为了满足直接序列扩频体制下航天器测控应答机的需求,对伪码跟踪环进行了研究. 提出了一种新的全数字伪码跟踪环：采用新的超前滞后鉴别器,再生伪码相位精确可控的伪码发生器,环路自适应调整相关间距和环路带宽,解决了伪码跟踪环的入锁时间、收敛范围与跟踪精度之间的矛盾,并采用分时复用的方式实现鉴别、滤波等计算功能. 仿真和实测结果均验证了研究的有效性,已成功应用于某航天工程.     

基于大步进串行捕获的DS/BPSK导航接收机捕获性能研究

针对低信噪比条件下导航接收机长伪码序列的快速捕获问题,提出了一种大步进串行捕获方案,实行区间与区间之间串行捕获,区间内并行捕获.给出了系统硬件实现的原理框图,建立了系统的数学模型,采用状态转移函数推导了系统平均捕获时间的计算表达式.在综合考虑伪码相位误差,多普勒频移和噪声干扰的基础上,详细分析了系统的捕获性能.     

带残余频偏的QPSK-DSSS信号伪码序列盲估计

针对正交相移键控(QPSK)调制的带残余频偏直接序列扩频(DSSS)信号伪码序列难以估计的问题,提出信号相关矩阵特征分解结合全数字锁相环(DPLL)进行伪码序列估计的方法。首先对接收信号进行采样和分段得到数据矩阵;根据最大化信号相关矩阵的谱范数估计出伪码序列的同步点;在同步基础上再计算信号相关矩阵的特征子空间;针对其主分量特征向量带有残余频偏且相位存在π/2跳变的问题,采用全数字锁相环跟踪和消除其残余频偏进而恢复伪码序列。研究结果表明,针对QPSK-DSSS信号,所提方法能够实现负信噪比下伪码序列的盲估计。     

GNSS接收机多径抑制性能检测技术

多径干扰信号会导致GNSS接收机伪距、载波相位和多普勒等测量精度降低,多径信号对GNSS接收机观测数据的影响与多径信号的延迟、幅度、相位等特性参数有关,造成的伪距测量误差高于载波相位测量误差2个数量级。多径抑制是GNSS接收机关键性能指标之一,GNSS接收机主要从试验室模拟环境和实际工作环境两方面检测多径抑制性能,多径误差包络检测技术利用模拟导航信号源完成多径抑制性能检测,码减载波和多径误差分析都是通过接收观测卫星导航信号并进行数据分析完成多径抑制性能的检测。     

GNSS接收机导航滤波器辅助捕获技术

为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms;进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.     

一种全数字扩频接收机的设计方案

提出了一种基于匹配滤波器的全数字新型扩频接收机方案,可实现码相位的快速捕获。在初始捕获阶段,采用1bit量化减小系统的硬件消耗,采用多码元相关累加的方法降低码捕获的误捕概率。通过仿真证明了关键算法的可行性,并且硬件实现了该全数字扩频接收机的设计。测试结果表明,该设计方案可行并具有良好的性能。     

数字化DS/BPSK导航接收机伪码序列捕获系统

针对无线电导航系统中的伪码序列快速捕获问题，提出了一种数字化扩频序列捕获系统．该系统采用串并组合捕获方式，捕获判决采用了Tong算法．在对其进行数学建模的基础上，分析了系统的虚警概率、检测概率和信噪比与捕获速度的关系；给出了一种检测门限和失锁门限的确定方法．分析表明，本文提出的伪码序列捕获系统具有检测概率高、虚警概率低和平均捕获时间短的特点．     

一种低复杂度GNSS信号快速捕获算法

为满足全球卫星导航系统(GNSS)接收机中高精度跟踪环路对捕获模块伪码相位搜索精度的需求,提出一种基于数据折叠的正交快速捕获算法．该算法对接收机输入离散采样信号进行压缩处理,将单个伪码周期内的长序列转变为两组较短的序列,并对每组序列与对应处理后的本地伪码序列进行基于FFT的快速相关运算,最终通过两组相关结果确定伪码偏移量．算法降低了快速捕获中所需的FFT点数,在保留伪码相位搜索精度的同时降低了捕获器的实现代价．分析及仿真结果表明,该算法能够在较小的检测概率下降的条件下,极大降低捕获模块的算法复杂度．     

载波相位辅助消除伪码多径误差的算法研究

随着差分技术的发展,影响卫星导航接收机定位精度的典型误差源大多被消除,而多路径效应仍然是造成接收机定位误差的主要因素。该文分析了多路径效应对伪码测量量和载波相位测量量的影响。利用载波多路径误差源小于伪码多路径误差的性质,提出了一种针对伪码接收机的低复杂度的载波辅助伪码抗多径算法,并对算法进行了深入讨论和分析。该算法将接收机伪码测量量中的多路径误差由数十米减小到亚米级,大大提高了伪码接收机的定位精度。系统仿真证明了该算法的正确性。     

基于载波相位的GPS码伪距平滑算法设计

文中给出了全球定位系统接收机可获取观测量的误差估计,基于此讨论了平滑算法的性能。平滑算法的精度与接收机性能,权重因子和平滑递归的次数有关。给出了载波相位平滑伪码伪距的具有最快的噪声对消的递归算法结构,并且对其性能进行了评估。当递归次数大于100,码伪距和载波相位的测量精度分别为5.6m和5mm时,具有最优加权系数的平滑算法可提供优于30cm的伪距测量精度。     

载波相位平滑GPS伪码为伪距的研究

分析了全球定位系统接收机可获取的观测量。给出了载波相位平滑伪码伪距的一个递归算法结构。讨论了平滑法初值的设定和构造伪距前向预测值，并对各种情况进行了统计分析。     

猝发式直扩系统伪码同步技术的FPGA实现

针对短时猝发式直扩系统中大频偏情况下伪码捕获和跟踪问题,该文提出了一种基于扫频、数字匹配滤波器和数字延迟锁定跟踪环的伪码同步方案,并基于FPGA平台进行硬件实现.试验结果表明该方案可以满足系统设计要求.